Электронный коспект / PDF 01-09 электронный консп

Таблица 5.2 – Схемы сертификации работ и услуг

Сертификация систем качества [234, 294, 259, 275] проходит в три этапа. На первом этапе предварительной оценки заявитель направляет в орган по сертификации систем качества заявление, документ о политике по качеству, руководство по качеству, анкету с ответами. При положительном исходе заключается договор о проведении окончательной проверки деятельности предприятия по управлению качеством, состояния производственной системы, качества выпускаемой продукции, соответствия стандартам ИСО и ответственным документам. При положительном исходе орган по сертификации выдает предприятию сертификат на систему качества после регистрации в реестре. Далее осуществляется плановый и неплановый инспекционный контроль за сертифицированной системой качества.

При сертификации производства составляется методика сертификации для каждого производства: однозначные требования, обоснованные методы оценки, воспроизводимость результатов, доступность методов проверок. Оцениваются четыре блока объектов: готовая продукция (ее качество в сфере реализации и потребления, анализ дефектов), технологическая система, техническое обслуживание и ремонт, система технического контроля и испытаний.

Схемы сертификации работ и услуг [285] имеют свою специфику (см. таблицу 5.2). Для оценки работ и услуг наиболее широко используются со-

24

циологические и экспертные методы. Инспекционный контроль осуществляется путем контроля стабильности процесса оказания услуги.

Сертификация должна выполняться в органе, не зависимом от сторон, заинтересованных в ее результатах, который в Национальной системе сертификации может создаваться при организации, имеющей статус юридического лица.

Орган сертификации должен иметь необходимые средства, документацию, квалифицированный персонал и контролироваться Республиканским центром по сертификации [282, 294, 295, 257–259]. Аккредитованные исследовательские лаборатории проводят конкретные виды испытаний и представляют протоколы испытаний для сертификации [231, 233, 276].

Сертификация развивается на международном, региональном и национальном уровнях. На международном уровне ею занимаются: Международная организация по стандартизации (ИСО), где есть соответствующие комитеты [230–234, 275, 276]; Всемирная торговая организация (ВТО); Европейская экономическая комиссия ООН; Международная конференция по аккредитации испытательных лабораторий и т. д. На региональном уровне можно выделить: сертификацию в ЕС – учреждена Европейская организация по испытаниям и сертификации; сертификацию в СНГ – основана на Соглашении о проведении согласованной политики в области стандартизации, метрологии и сертификации. Национальные органы государств участвуют в работе международных и региональных организаций, что приводит к повышению качества объектов сертификации.

ЛЕКЦИЯ 6. ОСНОВЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ. НОРМАЛЬНЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ РАЗМЕРЫ

Принцип взаимозаменяемости – это комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных

единиц и изделий [104, 107, 106, 34].

Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и т. д.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов, полуфабрикатов и т. д.) называют их свойство равноценно заменять при использовании любого из множества экземпляров изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. Различают полную, неполную (ограниченную), внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.

Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость. Она обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних – в изделия при соблюдении предъявляемых к ним технических требований по всем параметрам качества. При

25

полной взаимозаменяемости сборку производят без доработки деталей и сборочных единиц. Подобное производство называют взаимозаменяемым. Полная взаимозаменяемость возможна только тогда, когда все характеристики деталей и сборочных единиц после изготовления находятся в заданных пределах и собранные изделия удовлетворяют техническим требованиям.

В ряде случаев (например, технологически и экономически неприемлемые допуски) для получения требуемой точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия, при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий. Такая взаимозаменяемость называется неполной. Осуществляется не по всем, а только по отдельным параметрам.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателе внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала, мощности и по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения – по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца.

Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.

Уровень взаимозаменяемости производства характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости Кв, который равен отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого коэффициента может быть различным, однако степень его приближения к единице является объ-

ективным показателем технического уровня производства.

Совместимость – свойство объектов (отдельные блоки, приборы, входящие в сложное изделие) занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной рабо-

те этих объектов и сложного изделия в заданных эксплуатационных условиях.

Функциональная взаимозаменяемость стандартных изделий – это свойство независимо изготовляемых деталей занимать свое место в изделии без дополнительной обработки. Функциональная взаимозаменяемость предполагает не только возможность нормальной сборки, но и нормальную работу изделия после установки в нем новой детали или другой составной части взамен вышедшей из строя.

Обычно типоразмеры деталей и типовых соединений, ряды допусков, по-

26

садок и другие параметры стандартизуют одновременно для многих отраслей промышленности, поэтому такие стандарты охватывают большой диапазон значений параметров. Чтобы повысить уровень взаимозаменяемости, уменьшить номенклатуру изделий, создать условия для эффективной специализации предприятий, удешевления продукции при унификации и разработке стандартов применяют принцип предпочтительности. Согласно этому принципу устанавливают несколько рядов значений стандартизуемых параметров с тем, чтобы при их выборе первый ряд предпочитать второму и т. д. Важное значение принцип предпочтительности имеет как принцип систематизации параметров и размеров машин, их частей и деталей, проводимой при стандартизации. Он основан на применении рядов предпочтительных чисел. Примеры использования предпочтительных чисел: размеры одежды и обуви, длина гвоздей, диаметры болтов, номинальные значения массы гирь. Использование предпочтительных чисел обеспечивает взаимозаменяемость деталей, автоматизацию производства, повышение качества продукции в силу согласования параметров и размеров деталей.

Простейшие ряды предпочтительных чисел строятся на основе арифметической прогрессии. Любой член арифметической прогрессии можно вычислить по формуле

an = a1 + d (n − 1) ,

где a1 – первый член прогрессии; d – разность прогрессии;

n – номер взятого члена.

Ряды предпочтительных чисел, основанные на арифметической прогрессии, в параметрических стандартах используются редко. Например, стандарты на диаметры подшипников качения. Их достоинство – простота, недостаток – относительная неравномерность. Например, в возрастающей арифметической прогрессии с разностью 1 второй член превышает первый на 100 %, десятый превышает девятый на 11 %, а сотый – девяносто девятый на 1 %.

В связи с этим наибольшее распространение получили ряды предпочти-

тельных чисел, построенные на основе геометрической прогрессии. Любой член такой прогрессии можно вычислить по формуле

an = a1qn−1 ,

где a1 – первый член прогрессии, q – знаменатель прогрессии, n – номер взятого члена.

Свойства геометрической прогрессии:

1) любой член прогрессии больше предыдущего на 100 %;

27

2) произведение или частное любых членов прогрессии является членом той же прогрессии.

Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следующим требованиям:

1)представлять рациональную систему градаций, отвечающую потребностям производства и эксплуатации;

2)быть бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, т. е. допускать неограниченное развитие параметров или размеров

всторону их увеличения или уменьшения;

3)включать все десятикратные значения любого члена и единицу.

4)быть простыми и легкозапоминающимися.

В технике широко применяются ряды предпочтительных чисел, на основе которых выбирают предпочтительные размеры. Ряды предпочтительных чисел стандартизованы [106] на основе рекомендаций ИСО. Установлено четыре основных десятичных ряда предпочтительных чисел (R5, R10, R20, R40) и два дополнительных (R80, R160), применение которых допускается только в отдельных, технически обоснованных случаях. Эти ряды построены в геометрической прогрессии со знаменателем ϕ

”“ R160 ϕ160 = 160 10 = 1,015 .

Они являются бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, допускают неограниченное развитие параметров или размеров в направлении увеличения или уменьшения. Номер ряда предпочтительных чисел указывает на количество членов ряда в десятичном интервале. Допускается образование специальных рядов путем отбора каждого второго, третьего или n-го числа существующего ряда.

Для выбора номинальных линейных размеров изделий (диаметров, длин, высот и т. п.) на основе рядов предпочтительных чисел разработан стандарт [104] для размеров от 0,001 до 100000 мм. Ряды в этом стандарте обозначены как Ra5, Ra10, Ra20, Ra40, и Ra80. При выборе ряда предпочтительных чисел для типоразмеров изделий предпочтение отдается рядам с более крупной градацией, т. е. с бόльшим знаменателем геометрической

28

прогрессии. Использование предпочтительных чисел способствует ускорению процесса разработки новых изделий, т. к. упрощает расчеты и облегчает выбор рациональных параметров и числовых характеристик в процессе проектирования.

ЛЕКЦИЯ 7. НОМИНАЛЬНЫЙ, ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ, ПРЕДЕЛЬНЫЙ РАЗМЕРЫ. ДОПУСКИ РАЗМЕРОВ, ПОЛЯ ДОПУСКОВ

При конструировании определяются линейные и угловые размеры детали, характеризующие ее величину и форму. Они назначаются на основании результатов расчета деталей на прочность и жесткость, а также исходя из обеспечения технологичности конструкции и других показателей в соответствии с функциональным назначением детали. На чертеже должны быть проставлены все размеры, необходимые для изготовления детали и ее контроля [201, 7, 8, 34]. Основные термины и определения установлены стандартом [201].

Размер – это числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерения. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные. Номинальный – это размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Это основной размер, полученный путем кинематических, динамических и прочностных расчетов или выбранный из конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и других соображений и указанный на чертеже. Для деталей, составляющих соединение, номинальный размер является общим. Для облегчения технологических процессов значения размеров, полученные путем расчета, следует округлять (как правило, в большую сторону) в соответствии со значениями, указанными в рядах нормальных линейных размеров. Существуют также межоперационные размеры – это размеры, зависящие от других размеров, а также регламентированные в стандартах на конкретные изделия (например, средний диаметр резьбы), которые могут не совпадать со значениями, рекомендуемыми рядами.

Действительный – это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Термин введен по причине невозможности изготовить детали с абсолютно точными размерами и измерить их без внесения погрешности. Действительный размер детали в работающей машине или в статическом состоянии, а также при сборке отличаются друг от друга вследствие износа, различного рода деформаций (упругой, пластической, тепловой и т. д.) и других причин. Это необходимо учитывать при точностном анализе механизма в целом.

29

Предельные размеры детали – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали (рисунок 7.1). Наибольший предельный размер

– больший из двух предельных размеров. Наименьший предельный размер – меньший из двух предельных размеров. Для обозначения наибольшего и наименьшего размеров рядом с обозначением номинала ставят индексы max и min (Dmax и Dmin – для отверстия и dmax и dmin – для вала). Сравнение действительного размера с предельным дает возможность судить о годности детали.

Рисунок 7.1 – Поля допусков отверстия и вала

ГОСТ 25346 устанавливает понятия проходного и непроходного пределов размера [201]. Проходной предел – термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует максимальному количеству материала, а именно верхнему пределу для вала и нижнему – для отверстия. Непроходной предел – термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует минимальному количеству материала, а именно нижнему пределу для вала и верхнему – для отверстия.

Для упрощения чертежей введены предельные отклонения от номинального размера. Отклонение – алгебраическая разность между размером действительным, предельным и т. д. размером и соответствующим номинальным размером. Предельные отклонения – это допустимые верхнее и нижнее отклонения. Верхнее отклонение (ES и es, ∆в) – алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами:

ES = Dmax – D (отверстие); es = dmax – D (вал).

Нижнее отклонение (EI и ei, ∆н) – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

30

EI = Dmin – D (отверстие); ei = dmin – D (вал).

Отклонение является положительным, если предельный размер больше номинального, и отрицательным, если предельный размер меньше номинального.

Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями. Допуск всегда положителен и характеризует требуемую точность изготовления детали:

ТD = Dmax – Dmin = ES – EI.

Совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров, называется квалитетом.

Для упрощения допуски можно изображать графически в виде полей допусков (прямоугольников), при этом ось изделия располагают под схемой (например, рисунок 7.2). Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Высота прямоугольника графически изображает величину допуска. Величины отклонений (в мкм) с учетом знаков проставляют около вершин двух правых углов прямоугольника. Отрицательные отклонения откладывают вниз от нулевой линии, положительные – вверх. Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру (в мм), от которой откладывают отклонения размеров. Вторая образующая детали находится за нижней границей чертежа, т. к. номинальный размер не может быть изображен полностью в одном масштабе с допуском размера.

Рисунок 7.2 – Графическое изображение полей допусков

ЛЕКЦИЯ 8. ВИДЫ СОПРЯЖЕНИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ. СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПОСАДОК

Машины и механизмы состоят из деталей, которые в процессе работы должны совершать точные относительные движения или находиться в точном относительном покое, чему способствует стандартизация размеров [201–204, 216, 198, 7, 8, 34]. В большинстве случаев машины представляют собой определенные комбинации геометрических тел, ограниченных поверхностями простейших форм: плоскими, цилиндрическими, коническими

31

ит. д. Это объясняется широким использованием в механизмах низших кинематических пар и технологическими соображениями, т. к. существующие станки приспособлены в основном для обработки простейших поверхностей

иих комбинаций. Простейшие геометрические тела, составляющие детали,

будем называть элементами.

Две детали, элементы которых входят друг в друга, образуют соедине-

ние. Такие детали называются сопрягаемыми деталями, а поверхности соединяемых элементов – сопрягаемыми поверхностями (рисунок 8.1).

Поверхности элементов деталей, которые не входят в соединение с поверхностями других деталей, называются несопрягаемыми поверхностями.

Рисунок 8.1 – Сопрягаемые детали

Соединение деталей, имеющих сопряженные цилиндрические поверхности с круглым поперечным сечением, называется гладким цилиндрическим.

Если сопрягаемыми поверхностями каждого элемента соединения являются две параллельные плоскости, то соединение называется плоским соединением.

Существуют также другие виды соединений: гладкие конические, резьбовые, шпоночные, шлицевые, с подшипниками качения и др.

В соединении элементов двух деталей один из них является внутренним (охватывающим), другой – наружным (охватываемым). В системе допусков

и посадок гладких соединений всякий наружный элемент условно называется валом, всякий внутренний – отверстием. Термины «отверстие» и «вал»

применяются и к несопрягаемым поверхностям.

Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей, или посадку, т. е. большую или меньшую свободу относительного перемещения деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

Разность размеров отверстия и вала, если отверстие больше вала, называется зазором (рисунок 8.2, а): S = D – d, D > d. Зазор характеризует большую или

меньшую свободу относительного перемещения деталей соединения.

Разность размеров вала и отверстия до сборки, если вал больше отверстия, называется натягом (рисунок 8.2, б): N = d – D, d > D. Натяг характе-

ризует степень сопротивления взаимному смещению деталей в соединении.

32

Рисунок 8.2 – Виды соединений:

а – с зазором, б – с натягом

Вследствие колебания размеров деталей при изготовлении значения зазоров и натягов могут колебаться. Действительный зазор (натяг) определяется разностью действительных размеров отверстия и вала. В соединениях, где необходим зазор, действительный зазор должен находиться между двумя предельными значениями, называемыми наименьшим и наибольшим зазорами (Smin , Smax). В

соединениях, где необходим натяг, действительный натяг должен находиться между двумя предельными натягами – наименьшим и наибольшим (Nmin , Nmax).

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки трех типов: с зазором, с натягом и переходные. Посадкой с зазором называется посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (рисунок 8.3). В посадке с зазором поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала. К посадкам с зазором относятся также скользящие посадки, в которых Smin = 0.

Smax = Dmax − dmin ;

Smin = Dmin − dmax ;

Sc = Smax + Smin ;

2

TS = Smax − Smin =

= TD + Td

Рисунок 8.3 – Схема расположения полей допусков посадки с зазором

Посадкой с натягом называется посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении (рисунок 8.4). В такой посадке поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала.

33